Fungsi dan Cara Kerja unit Kopling dan Komponen pengoperasiannya

Setelah menyelesaikan kegiatan belajar 1, diharapkan siswa dapat:

A). Menjelaskan konsep dasar fungsi dan kerja unit kopling

B). Menjelaskan macam-macam jenis kopling dan komponenya

Sistem Kopling

A) Konsep dasar fungsi dan kerja unit kopling

Kopling dan komponen pengoperasiannya yang akan dibahas dalam modul ini adalah yang dipergunakan pada kendaraan bermotor khususnya untuk kendaraan ringan, yaitu sepeda motor, sedan dan mobil penumpang. Kopling dan komponen pengoperasiannya merupakan bagian dari sistem pemindah tenaga dari sebuah kendaraan, yaitu sistem yang berfungsi memindahkan tenaga dari sumber tenaga (mesin) ke roda ken-daraan (pemakai/penggunaan tenaga).

Pemindahan tenaga dari mesin kesistem penggerak pada kendaraan, tentunya diperlukan suatu proses yang halus tanpa adanya kejutan, yang menyebabkan ketidak nyamanan bagi pengendara dan penumpang. Di samping itu, kejutan juga dapat menyebabkan terjadinya kerusakan pada bagian mesin. Sistem pemindah tenaga secara garis besar terdiri dari Unit kopling, transmisi, defrensial, poros dan roda kendaraan.

Baca juga: Cara menyetel pedal kopling

Sementara Posisi unit kopling dan komponennya (Clutch Assembly), terletak pada ujung paling depan dari sistem pemindah tenaga pada kendaraan. Sesuai dengan fungsinya, yaitu untuk memutus dan menghubungkan, unit kopling memutus dan menghubungkan aliran daya/gerak/momen dari mesin ke sistem pemindah tenaga. Dengan adanya kopling, maka saat tidak diperlukan tenaga gerak, maka tidak perlu harus mematikan sumber gerak (mesin). Posisi unit kopling pada kendaraan secara skema dapat dilihat pada gambar 1 berikut ini.

Gambar 1. Posisi Kopling (Clutch) pada kendaraan

Rangkaian pemindahan tenaga berawal dari sumber tenaga (Engine) kesistem pemindah tenaga, yaitu masuk ke unit kopling (Clutch) diteruskan ketransmisi (Gear Box) ke propeller shaft dan keroda melalui differensial (Final Drive). Jenis kopling paling tidak dapat dikelompokan menjadi tiga kelompok yaitu kopling dengan menggunakan gigi, menggunakan gesekan, dan menggunakan tekanan hidrolis. Secara skema seperti terlihat pada gambar 2 berikut ini.

Gambar 2. Kopling jenis Dog, Friction dan Hidrolic.

Kopling jenis dog banyak dipergunakan pada mekanisme hubungan roda gigi transmisi. Untuk menyambungkan antara poros sumber tenaga dengan poros yang digerakan biasanya kopling ini mengalami kesulitan bila tidak dalam kondisi berhenti. Untuk itu pada transmisi dilengkapi dengan komponen yang disebut dengan synchronmesh. Synchronmesh pada dasar nya adalah salah satu bentuk kopling gesek dengan bentuk konis. Kopling konis ini akan menyamakan gerak kedua gigi yang akan dihubungkan, sehingga kopling dog akan mudah disambungkan.

Kopling gesek (Friction Clutch) adalah proses pemindahan tenaga melalui gesekan antara bagian penggerak dengan yang akan digerakan. Konsep kopling ini banyak dipergunakan pada sistem pemindah tenaga kendaraan, khususnya pada kendaraan ringan, sepeda motor, sedan dan mobil penumpang lainnya.

Baca juga: Cara bleeding kopling hidrolik

Kopling hidrolis banyak dipergunakan pada kendaraan dengan transmisi otomatis. Proses kerjanya memanfaat-kan tekanan hidrolis, dan pemindahan dari satu kopling kekopling yang lainnya, dilakukan dengan mengatur aliran hidrolisnya. Berikut ini akan dibahas Konsep kerja kopling gesek yang banyak digunakan dapat dijelaskan melalui gambar 3 dan 4.

Gambar 3. Saat Piringan pemutar (Drive Disc) tidak berhubungan dengan piringan yang diputar (Driven disk)

Berdasarkan skema rangkaian tersebut, kini terlihat fungsi utama kopling adalah memutus dan menghubungkan jalur tenaga dari mesin ke roda kendaraan. Proses perpindahan tenaga, poros engkol (crank shaft) memutar drive disc dalam kopling. Selama piringan/disc yang lain (driven disc) tidak berhubungan dengan drive disc, maka tidak ada tenaga/torsi/ gerak yang ditransfer dari mesin ke pemindah daya. Atau kopling dalam kondisi bebas.

Pada saat drive disc dan driven disc bersinggungan, maka drive disc akan memutar driven disc yang berhubungan dengan poros input transmisi. Sebagai hasilnya, torsi/gaya putar dari mesin ditransfer melalui kopling ke komponen pemindah daya yang lainnya hingga ke roda penggerak. Saat kedua disc bersinggungan, dan saling berputar bersama dapat diilustrasikan dalam gambar 3 berikut ini.

Gambar 4. Saat Kedua piringan berhubungan dan berputar bersama.

Pada prakteknya, saat menghubungkan kopling, yaitu disaat bersamaan melepas pedal kopling, tidak dilepas langsung namun sedikit demi sedikit hingga terhubung. Proses ini untuk menghindarkan terjadinya kejutan saat kedua berhubungan.

Sebab bila kedua piringan tersebut, berhubungan secara langsung tentu akan terjadi kejutan gerak pada kendaraan, dan ini sering dialami oleh pengemudi pada pengalaman pertamanya melepas pedal kopling, hingga mobilnya bergerak tersendat-sendat. Jadi dengan melepas kopling sedikit (kalau istilah masyarakat setengah kopling), terjadi perpindahan tenaga melalaui gesekan plat kopling. Dengan kata lain, perpindahan tidak terjadi sekaligus.

B) Macam-macam Jenis kopling dan komponenya

Seperti telah dijelaskan di atas, kopling gesek banyak digunakan pada kendaraan ringan. Pada kendaraan roda empa menggunakan jenis kering dengan plat tunggal. Sedangkan pada sepeda motor, menggunakan jenis basah dengan plat ganda. Perbedaan kopling basah dan kering, karena plat kopling tidak kena minyak pelumas untuk jenis kering, dan plat kopling bekerja dalam minyak pelumas untuk jenis basah.

a).Kopling gesek pelat tunggal.

Komponen-komponen kopling gesek pelat tunggal secara bersamaan membentuk rangkaian kopling/ kopling set (clutch assembly). Seperti terlihat pada gambar 5 berikut ini.

Gambar 5. Clutch Assembly

Komponen utama dari kopling gesek ini adalah sebagai berikut :

(1) Driven plate

Juga dikenal sebagai piringan kopling, pelat kopling atau friction disc/piringan gesek, atau kanvas kopling. Plat kopling bagian tengahnya berhubungan slip dengan poros transmisi. Sementara ujung luarnya dilapisi kampas kopling yang pemasangannya di keling. Konstruksinya dapat dilihat pada gambar 6.

Gambar 6. Plat kopling tunggal.

Lapisan plat kopling disebut dengan kanvas kopling terbuat dari paduan bahan asbes dan logam. Paduan ini dibuat dengan tujuan agar plat kopling dapat memenuhi persyaratan, yaitu :

(a). Tahan terhadap panas.

Panas dalam hal ini terjadi karena terjadi gesekan yang memang direncanakan saat kopling akan dihubungkan.

(b).Dapat menyerap panas dan membersihkan diri.

Gesekan akan menyebabkan panas dan kotoran debu bahan yang aus. Kanvas kopling dilengkapi dengan alur yang berfungsi untuk ventilasi dan menampung dan membuang debu yang terjadi.

Baca juga: Cara Memeriksa Panjang dan Kesikuan Pegas Penekan Kopling

(c). Tahan terhadap gesekan.

Kanvas kopling direncanakan untuk bergesekan, maka perlu dibuat tahan terhadap keausan akibat gesekan.

(d).Dapat mencengkeram dengan baik.

Plat kopling dilengkapi dengan alat penahan kejutan baik dalam bentuk pegas ataupun karet. Alat ini dipasang secara radial, hingga disebut dengan pegas radial. Konstruksinya seperti terlihat pada gambar 7 berikut ini.

Gambar 7. Pegas Radial Plat Kopling

Pegas radial berfungsi untuk meredam getaran/kejutan saat kopling terhubung sehingga diperoleh proses penyambungan yang halus, dan juga getaran atau kejutan selama menghubungkan/bekerja.

Untuk itu maka pegas radial harus mampu menerima gaya radial yang terjadi pada plat kopling memiliki elastisitas yang baik. Namun demikian karena penggunaan yang terus menerus, maka pegas radial dapat mengalami kerusakan. Untuk yang dalam bentuk karet, kemungkinan karetnya berkurang/tidak elastis lagi atau pecah. Sedangkan yang pegas ulir, kemungkinan berkurang panjang bebasnya, yang biasanya ditunjukan dengan ter-jadinya kelonggaran pegas dirumahnya dan menimbulkan suara.

Plat kopling di samping pegas radial juga dilengkapi dengan pegas aksial. Konstruksinya seperti terlihat pada gambar 8 berikut ini.

Gambar 8. Pegas Aksial Plat Kopling

Pegas aksial dipasang diantara kanvas kopling, dan bentuknya ada dua macam. Gambar 8 A pegas aksial berbentuk E dan Gambar B pegas aksial berbentuk W.

Fungsi pegas aksial adalah untuk mendapatkan senntuhan yang halus saat plat kopling mulai terjepit oleh plat tekan pada fly wheel. Dengan kata lain terjadi proses menggesek terlebih dahulu sebelum terjepit kuat oleh plat tekan pada fly wheel.

(2) Pressure plate (plat penekan) dan rumahnya

Unit ini yang berfungsi untuk menekan/menjepit kampas kopling hingga terjadi perpindahan tenaga dari mesin ke poros transmisi.

Untuk kemampuan menjepitnya, plat tekan didukung oleh pegas kopling. Pegas kopling paling tidak ada dua macam, yaitu dalam bentuk pegas coil dan diafragma atau orang umum menyebutnya sebagai matahari. Kontruksinya seperti terlihat pada gambar 9 berikut ini.

Gambar 9. Clutch Asembly dengan pegas diafragma dan pegas coil.

Clutch Asembly sebelah kiri menggunakan pegas diafragma dan yang sebelah kanan menggunakan pegas coil. Karena fungsi pegas adalah untuk menjepit plat kopling, ternyata keduanya mempunyai karateristik kemampuan kerja yang berbeda. Perbedaan tersebut dapat digambarkan sebagai berikut.

Gambar 10. Perbandingan kemampuan pegas diafragma dengan pegas coil.

Pada gambar 10, terdapat dua garis, garis yang penuh menggambarkan tekanan pegas diafragma, sedangkan garis terputus-putus menggambarkan tekanan pegas coil.

Pada point a menunjukan posisi pada saat plat kopling sudah aus. Pada posisi ini terlihat bahwa pegas diafragma memberikan tekanan yang lebih besar dibandingkan dengan pegas coil. Besarnya tekanan yang diberikan ini akan menentukan tingkat kemungkinan terjadinya slip pada kopling. Sehingga saat plat kopling sudah aus, penggunaan pegaas coil kemungkinan akan terjadi sllip lebih besar dibandingkan dengan pegas diafragma.

Hal ini karena tekanan yang diberikan oleh pegas coil lebih kecil Pada saat plat koplingnya masih baru atau tebal keduanya memberikan kemampuan tekanan yang sama besarnya. Posisi ini digambarkan pada titik poin b. Pada titik poin c menggambarkan tekanan pegas saat pedal kopling diinjak penuh. Pegas coil memberikan tekanan yang lebih besar dibandingkan pegas diafragma. Hal ini berarti terkait dengan besarnya tenaga pengemudi untuk membebaskan kopling. Kalau pegasnya coil berarti tenaga injakan kopling lebih berat dibandingkan bila menggunakan pegas diafragma.

Pegas diafragma memberikan tekanan lebih merata dibandingkan pegas coil. Bentuk pegas diafragma bila dilihat dari depan seperti gambar 11 berikut ini.

Gambar 11. Pegas diafragma/matahari.

(3) Clutch release atau throwout bearing

Unit ini berfungsi untuk memberikan tekanan yang bersamaan pada pressure plate Lever dan menghindarkan terjadinya gesekan antara pengungkit dengan pressure plate Lever untuk pegas coil. Sedangkan yang pakai pegas difragma langsung keujung pegas.

Bantalan tekan ini ada tiga macam. Seperti terlihat pada gambar 12 berikut ini.

Gambar 12. macam-macam bantalan tekan kopling

Gambar 12.1 adalah bantalan tekan yang mampu menerima beban aksial dan menyudut. Gambar 12.2 bantalan tekan yang hanya mampu menerima beban aksial.

Keduanya memerlukan pelumasan, bila pelumasnya habis maka keduanya akan mengalami kerusakan. Sedangkan gambar 12.3 adalah bantalan tekan yang terbuat dari karbon yang tidak memerlukan pelumasan.

(4) Throwout lever/Clutch Fork/plate

Lever berfungsi untuk menyalurkan tenaga pembebas kopling. Konstruksi di atas berarti plat tekan bersama rumahnya dipasang menggunakan baut pada fly wheel. Sementara plat kopling dipasang diantara fly wheel dengan pelat tekan, dan bagian tengahnya dihubungkan dengan poros transmisi dengan sistem sliding. Dengan demikian Prinsip dasar bekerjanya kopling gesek dengan plat tunggal yang banyak digunakan pada kendaraan roda empat ini seperti terlihat pada gambar 13 berikut ini.

Gambar 13. Prinsip kerja kopling plat tunggal

Pada posisi seperti gambar 13 berarti kopling sedang bekerja, dimana plat kopling terjepit oleh Fly wheel (6) dan Pressure plate (4) yang mendapat tekanan dari pegas kopling (7). Dengan demikian putaran mesin disalurkan melalui fly wheel ke plat kopling dan kemudian ke poros primer (2).

Sewaktu pedal kopling (9) diinjak, gerakan menarik sambungan pengatur (11) dan garpu kopling (10).

Gerakan tersebut menyebabkan bearing (8) dan membawa pressure plate (4) bergerak kekanan melawan tegangan pegas kopling (7). Hal ini berarti menyebabkan plat kopling (3) terbebas dari jepitan. Sehingga putaran dari mesin terputus tidak tersalurkan ke sistem pemindah tenaga.

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 14 berikut ini.

Gambar 14. Kopling Plat Tunggal Dengan Posisi Terhubung

Poros yang dihubungkan menggunakan kopling adalah poros engkol (Driver shaft) dengan poros kopling yang tidak lain adalah poros yang masuk ke transmisi (Driven Shaft). Pada gambar 14 plat kopling pada posisi terhubung terjepit diantara plat tekan dengan Fly wheel, kekuatan jepitnya diperoleh dari tegangan pegas kopling yang dalam hal ini dalam bentuk pegas diafragma.

Dengan posisi demikian maka putaran poros transmisi akan sama dengan putaran mesin.

Gambar 15. Kopling Plat Tunggal Dengan Posisi bebas

Pada saat tuas pembebas ditekan maka gayanya diteruskan ke bantalan tekan dan menekan pegas diafragma. Pegas diafragma mengungkit plat penekan, sehingga plat kopling terbebas. Dengan kata lain, putaran poros engkol/mesin tidak tersalurkan ke sistem pemindah tenaga. Kondisi ini diperlukan saat memindah kecepatan transmisi, saat mengerem kendaraan, dan saat menghentikan kendaraan.

b).Kopling gesek plat ganda.

Kopling gesek plat ganda banyak digunakan pada kendaraan ringan seperti sepeda motor dan dalam kerjanya tercelup di dalam oli mesin. Konstruksinya seperti terlihat pada gambar 16.

Gambar 16. Komponen kopling gesek plat ganda.

Konstruksi kopling gesek plat ganda menggunakan dua jenis plat, yaitu plat gesek dan plat kopling. Plat gesek tanpa lapisan kanvas, seluruhnya dari logam. Sedangkan plat kopling pada bagian yang bersentuhan dengan plat gesek dilapisi dengan kanvas pada kedua sisinya. Jumlah dan lebar plat sangat ditentukan besarnya tenaga yang akan dipindahkan.

Rangkaian komponen kopling gesek plat ganda dapat digambarkan sebagai berikut.

Gambar 17. Rangkaian kopling gesek plat ganda.

Rangkaian kopling tersebut terdiri dari satu plat tekan yang ditekan oleh 4 sampai 6 buah pegas kopling.Terdapat 4 buah plat gesek dan 4 buah plat kopling yang dijepit oleh plat tekan.

Plat kopling dipasang pada rumah yang disambungkan dengan roda gigi yang berhubungan dengan transmissi. Sementara plat gesek dipasang pada dudukan plat gesek yang disambungkan dengan roda gigi primer yang berhubungan dengan poros engkol.

Pada saat batang pembebas tidak ada tekanan, maka plat tekan menekan/menjepit plat kopling dan plat gesek secara bersama, sehingga terjadi aliran tenaga dari mesin ke roda gigi primer, ke plat gesek, pindah ke plat kopling, dan keroda gigi yang berhubungan dengan transmisi. Dengan kata lain, kopling menghubungkan tenaga mesin kesistem pemindah tenaga.

Pada saat batang pembebas mendapat gaya dari mekanisme operasonal kopling, akan mendorong Plat tekan kearah kiri (gambar 17), melawan tegangan pegas kopling. Maka terjadi kelonggaran jepitan terhadap plat kopling dan plat gesek, sehingga keduanya tidak berhubungan lagi. Posisi ini berarti tenaga dari mesin tidak tersalurkan kesistem pemindah tenaga.

c. Rangkuman 1

1. Kopling dan komponen pengoperasiannya merupakan bagian dari sistem pemindah tenaga dari sebuah kendaraan, yaitu sistem yang berfungsi untuk memutus dan menghubungkan tenaga dari sumber tenaga (mesin) ke roda kendaraan (pemakai/penggunaan tenaga).
2. Sistem pemindah tenaga secara garis besar terdiri dari Unit kopling, transmisi, differensial, poros dan roda kendaraan. Sementara Posisi unit kopling dan komponennya (Clutch Assembly), terletak pada ujung paling depan dari sistem pemindah tenaga pada kendaraan.
3. Rangkaian pemindahan tenaga berawal dari sumber tenaga (Engine) kesistem pemindah tenaga, yaitu masuk ke unit kopling (Clutch) diteruskan ketransmisi (Gear Box) ke pro-peller shaft dan keroda melalui defrensial (Final Drive).
4. Komponen utama dari kopling mulai dari roda gila (flywheel) adalah sebagai berikut :
• Driven plate (juga dikenal sebagai piringan kopling, pelat kopling atau friction disc/piringan gesek). Plat kopling bagian tengahnya berhubungan slip dengan poros transmisi. Sementara ujung luarnya dilapisi kampas kopling yang pemasangannya di keling.
• Pressure plate (plat penekan) dan rumahnya, unit ini yang berfungsi untuk menekan/menjepit kampas kopling hingga terjadi perpindahan tenaga dari mesin keporos transmisi.
• Pressure plate Lever, berfungsi untuk mengungkit pressure plate dalam upaya membebaskan/meng-hubungkan kampas kopling
• Clutch release atau throwout bearing, unit ini berfungsi untuk memberikan tekanan yang bersamaan pada pressure plate Lever dan menghindarkan terjadinya gesekan antara pengungkit dengan pressure plate Lever e) Throwout lever berfungsi untuk menyalurkan tenaga pembebas kopling
5. Terdapat dua macam kopling gesek yaitu kopling plat tunggal dan kopling plat ganda. Kopling gesek plat tunggal banyak dipergunakan pada kendaraan roda empat. Sedangkan kopling gesek plat ganda banyak dipergunakan pada sepeda motor. Ukuran kopling sangat ditentukan oleh besarnya tenaga mesin yang akan disalurkan melalui kopling

Share :